Cette semaine marque le dixième anniversaire de la première grande enquête sur la diversité microbienne dans le corps humain, publiée dans La nature par le Human Microbiome Project (HMP) Consortium, dont j’étais membre.
Avant cela, les microbiologistes savaient que le corps abritait une grande masse de micro-organismes – un mélange capiteux de bactéries, ainsi que des archées, des champignons et des virus, répartis sur la peau, dans la bouche et dans l’intestin – ensemble surnommé le microbiome. Mais jusqu’en 2012, il nous en manquait un inventaire.
En fait, cet inventaire – un indice de 10 billions de cellules appartenant à des milliers d’espèces, pesant au total 200 grammes chez chaque personne – est encore incomplet. Il est temps de s’appuyer sur ces premiers travaux (Human Microbiome Project Consortium La nature 486, 207–214 ; 2012), et revisite le projet pour représenter l’humanité dans toute sa complexité.
Il a fallu beaucoup de temps pour commencer ce premier travail, et le rythme des changements au cours des dix dernières années a été stupéfiant. Ce n’est qu’une fois que les technologies de séquençage de gènes à haut débit – initialement développées pour étudier le génome humain – sont devenues bon marché et suffisamment faciles à utiliser que le HMP a pu commencer.
Après son lancement en 2007, le consortium a séquencé l’ADN de microbes trouvés dans et sur 242 personnes de 2 villes américaines – Boston, Massachusetts et Houston, Texas, choisies pour leur proximité avec les deux principaux centres de séquençage de l’époque, le Broad Institute of MIT et Harvard près de Boston, et Baylor College of Medicine à Houston. Nos activités ont été financées par le fonds commun des National Institutes of Health des États-Unis, et le projet a fait appel à des bioinformaticiens universitaires du microbiome pour travailler sur les données après les avoir générées.
Le résultat a été le premier catalogue complet d’un microbiome humain sain aux États-Unis : une liste complète des gènes des microbes de l’intestin. Le HMP a montré que les organismes cellulaires de l’intestin se composent de milliers d’espèces, avec une empreinte génétique 150 fois plus grande que le génome humain. Finalement, cette abondance a conduit les biologistes à considérer le microbiome comme un « deuxième génome » acquis dans l’environnement, caché dans l’hôte humain.
Dix ans plus tard, nous en savons beaucoup plus. Le microbiome est essentiel au bon fonctionnement de notre corps, clé pour digérer les aliments et éloigner les agents pathogènes. Des expériences sur des souris ont montré que les compositions du microbiome affectent les niveaux d’engagement social et d’anxiété. Les maladies courantes telles que les maladies cardiovasculaires et l’obésité sont liées à des microbiomes distincts. La façon dont les bébés acquièrent leurs microbiomes – et ce qui influence le développement des microbiomes – devient également plus claire.
(Étant donné à quel point les microbes sont fondamentaux pour notre santé, je trouve toujours étonnant que nous externalisions tant de fonctions à une myriade d’organismes que nous ramassons dans notre environnement, dès la naissance.)
Nous avons aussi beaucoup de questions académiques sans réponse. D’où vient le microbiome dans l’évolution humaine ? En quoi les microbiomes de l’humanité sont-ils différents de ceux des autres primates, mammifères ou animaux plus généralement ? Comment les microbiomes se déplacent-ils d’une personne à l’autre ? Et que signifient l’évolution des régimes alimentaires et des modes de vie aseptisés pour la santé à long terme du microbiome ?
Cette première analyse il y a dix ans, recrutant des personnes dans seulement deux villes américaines, a lamentablement échoué à saisir la véritable diversité du microbiome humain. Nous savons maintenant que les personnes vivant en Europe et en Amérique du Nord ont des microbiomes moins diversifiés que les personnes vivant dans des régions moins industrialisées – mais on en sait trop peu sur les différences entre les groupes d’humains.
Et on en sait encore moins sur la multitude d’autres animaux qui eux-mêmes contiennent des multitudes. Nous savons que les microbiomes des animaux captifs sont différents de ceux des animaux vivant à l’état sauvage, de la même manière que les microbiomes humains industrialisés diffèrent des microbiomes non industrialisés. Mais la plupart de ce que nous savons sur les microbes animaux provient d’études sur des animaux en captivité. Alors que nous perdons la diversité animale à cause des changements mondiaux rapides, nous perdons également la diversité du microbiome.
Pour en savoir plus, il faudra un nouveau consortium, échantillonnant des milliers de personnes et d’animaux. Nous avons besoin de biologistes de la faune et de scientifiques du microbiome travaillant côte à côte, avec des équipes du monde entier. Il y a dix ans, l’analyse était si nouvelle et si difficile que nous n’épargnions guère l’acquisition d’échantillons. Désormais, l’acquisition d’échantillons à partir de sources du monde entier devrait mener le processus.
Certains pourraient se demander pourquoi nous avons besoin d’un nouveau consortium, grand et coûteux, alors que les données arrivent déjà au compte-gouttes – une étude à la fois, menée par des laboratoires travaillant seuls. Mais l’industrialisation va vite et les forces économiques modernes ont le pouvoir d’anéantir la diversité microbienne plus rapidement qu’on ne peut l’observer.
Un nouveau consortium permettrait aux scientifiques de remplir enfin la carte du microbiome. C’est comme un recensement humain : vous n’attendez pas que les villes individuelles déclarent leur population ; vous faites un seul effort concerté pour le faire de manière cohérente et rapide, avant que cela ne change.
Une vaste nouvelle analyse de la diversité du microbiome de l’humanité et du microbiome vertébré plus large placera enfin les données de notre propre espèce dans le contexte de l’arbre de la vie. Ce n’est qu’alors que nous pourrons vraiment étendre l’étiquette “humain” au microbiome.
Intérêts concurrents
L’auteur ne déclare aucun intérêt concurrent.
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